Inhaltsverzeichnis

Ein Transistor ist eine Elektronikkomponente, die auch als digitaler Schalter verwendet wird. Obwohl, es funktioniert ähnlich wie ein bloßer mechanischer Schalter. Ein digitales High-Logic-Signal steuert diesen Schalter jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Druckknöpfen. Wir steuern traditionelle Schalter manuell, indem wir eine mechanische Kraft anwenden.

Transistor Einführung

Wir entwerfen diese digitale schalter durch anschluss P-typ und N-Typ halbleiter materialien miteinander., Wenn wir Halbleitermaterialien vom P-Typ und vom N-Typ miteinander kombinieren, bildet sich eine Verbindung zwischen ihnen. Dieser Übergang wird auch als PN-Übergang oder Transistor bezeichnet. Dieser PN-Übergang steuert den Stromfluss über den Übergang. Diese Verbindung bricht jedoch, indem eine geeignete Vorspannung über Transistorstifte angelegt wird.

Transistoren haben zwei Arten, wie NPN-und PNP. Es ist ein Drei-Terminal-Gerät., Diese Klemmen sind:

  • Base (Bei Verwendung als Schalter wenden wir Steuerlogik an diese Klemme)
  • Collector
  • Emitter

Wenn wir eine Vorspannung an die Basisklemme anlegen, bricht der PN-Übergang zusammen. Danach kann Strom zwischen Kollektor-und Emitterklemmen fließen. Andernfalls kann kein Vorwärtsstrom durch das Gerät fließen.,

sie können überprüfen diese praktische transistoren: 2N2222, MPSA42, 2N3906

Mit transistor als schalter

Jetzt werden wir lernen:

  • Wie zu verwenden ein transistor als schalter in elektronik schaltungen
  • wie zu verwenden es als ein Schalter in Mikrocontroller-Projekten.

Wo zu verwenden?

In jeder Anwendung müssen wir einen Transistor mit einem Mikrocontroller verbinden. Aber die Frage, die Ihnen in den Sinn kommen kann, Warum müssen wir Transistor mit einem Mikrocontroller verbinden?, Weil mikrocontroller pins können nicht bieten ausgang strom mehr als 3mA und spannung mehr als 5 V. wenn wir wollen zu verbinden eine last, die erfordert eine höhere betriebs strom nachfrage mehr als 3mA, es wird brennen mikrocontroller. Viele Ausgangsgeräte benötigen eine Transistorschaltschaltung, um eine Last mit hohem Strombedarf wie Relais, Magnetspulen und Motoren zu betreiben.

Wie benutzt man es?

Dieses Diagramm zeigt die drei Betriebsbereiche des Transistors wie Sättigungsbereich, aktiver Bereich und abgeschnittener Bereich. Im Sättigungsbereich bleibt es voll EINGESCHALTET., Im abgeschnittenen Bereich bleibt es voll gesperrt. Für Schaltzwecke benötigen wir dieses Gerät nur, um entweder im ein-oder ausgeschalteten Bereich zu arbeiten. Daher können wir den Q – Punkt ignorieren und zwischen Sättigung und abgeschnittenen Bereichen wechseln.

Wie funktionieren Transistoren als Schalter?

Wie wir bereits sehen, können wir nur zwei Regionen verwenden. Jetzt werden wir sehen, wie ein Transistor in diesen Regionen funktioniert.

Abgeschnittene Region wird auch als vollständig AUS-Modus bezeichnet. In diesem Modus fungiert es als offener Schalter., Um das Gerät im abgeschnittenen Modus zu betreiben, sollten wir die umgekehrte Vorspannung an beide Kreuzungen anschließen. Daher kann in diesem Betriebszustand der Strom aufgrund eines offenen Stromkreises zwischen diesen Klemmen nicht zwischen Kollektor-und Emitterklemme fließen.

Im Sättigungsbereich bleibt der Transistor im Voll-Ein-Modus. Der maximale Strom kann entsprechend der Nennkapazität des Transistors durch den Kollektor zum Emitter fließen. Wir bieten vorwärts vorgespannte spannung zwischen basis und emitter terminal., Es funktioniert wie ein Kurzschluss zwischen Kollektor und emitter. Die Vorspannung ist normalerweise größer als 0,7 Volt.

Beispiel für digitale Logikschalter

Dieses PN-Junction-basierte Gerät verfügt über viele Anwendungen wie z. B. Hochstromlastschnittstelle, Relaisschnittstelle und Motorschnittstelle über Mikrocontroller. Bei all diesen Anwendungen besteht der Hauptzweck jedoch darin, zu wechseln.

Dieses Diagramm zeigt ein Beispiel für die Steuerung von Hochleistungslasten wie Motoren, Lampen und Heizgeräten.,

  • In dieser Schaltung möchten wir die 12-Volt-Last von einer digitalen Logik UND einem Gate aus steuern. Aber die ausgang der UND tor ist nur 5 volt
  • Durch mit einem transistor als schalter, wir können stick 12 v oder sogar hohe spannung lasten mit einem 5-volt digital logic signal
  • Wir können auch verwenden diese geräte für schneller schalt und puls breite modulation control im gegensatz zu traditionellen mechanische schalter

Motor Controlling Beispiel

In diesem Beispiel verwenden wir die Gleichstrommotorsteuerung über einen Schalter., Eine Halbleitervorrichtung fungiert als Schalter. In diesem Diagramm können wir ein Steuersignal mit jedem Mikrocontroller wie Arduino, STM32F4 Development Boards bereitstellen.

Ein Widerstand mit Basisklemme ist ein Strombegrenzungswiderstand. Weil GPIO-Pins eines Mikrocontrollers einen Basisantriebsstrom von weniger als 20 mA liefern können. Darüber hinaus ist D1 eine Freilaufdiode, die emf vom Motor zurücksteuert. Es umgeht den hinteren EMF-Effekt. Wir können jeden Transistor entsprechend der Nennleistung des Motors verwenden.

Abschließend, wenn ein Steuersignal am Basiseingang 0 Volt beträgt. Es wird ein ON-Signal liefern., Weil wir in dieser Beispielschaltung einen PNP-Schalter verwenden. Ebenso bleibt es ausgeschaltet, sein Steuersignal ist logisch HOCH.

Transistor als Schalter mit Arduino Beispiel

Dieses Diagramm zeigt die Schnittstelle eines Arduino mit einem NPN Transistor und einem Motor. Diese Schaltung ist nur für einen Demonstrationszweck. Weil wir eine Last über die Stromversorgung mit Strom versorgen. In diesem Beispiel können wir nur einen 5-Volt-Gleichstrommotor betreiben., Wenn Sie einen großen Elektromotor ansteuern müssen, sollten Sie einen speziellen Leistungstransistor und eine separate Stromversorgung verwenden.

Transistor als schalter Proteus simulation Beispiel

Dieses beispiel ist eine exakte replikation der vorherigen schaltung. Stattdessen wird jedoch ein NPN-Transistor verwendet. Daher funktionieren Steuersignale umgekehrt.

Transistor als Schalter Beispiele

In diesem Abschnitt sehen wir verschiedene Beispiele Transistor als Schalter zu verwenden.,

Zwei Transistoren als Schaltbeispiel

In dieser Schaltung befinden sich zwei Transistoren. Im ersten Transistor ist die Basis geerdet und kein Strom kann hineinfließen. Infolgedessen ist der Transistor „ausgeschaltet“ und es kann kein Strom durch die Glühbirne fließen. In einem anderen Fall fließt Strom in die Basis und so ist der Transistor „on“ und der Strom kann durch ihn fließen, was dazu führt, dass die Glühbirne eingeschaltet ist.,

In diesem Beispiel sind die beiden Widerstände so eingestellt, dass die Basis des Transistors an einer ausreichend hohen Spannung liegt, damit Strom hineinfließen kann und folglich der Transistor eingeschaltet ist. Infolgedessen fließt der Strom durch die Glühbirne, die daher Licht emittiert.

Steuerung Transistor Basis Strom mit Potentiometer

In diesem fall die strom fließt in die basis kann variiert werden. Wenn der Strom groß ist, ist der Transistor eingeschaltet und die Glühbirne leuchtet., Wenn der Zeiger auf dem Potentiometer nach unten bewegt wird, fällt der Strom in die Basis, bis der Transistor ausgeschaltet ist und kein Strom durch die Glühbirne fließt.

Steuerrelais mit Transistor als Schalter

In diesem Beispiel ist das Prinzip dasselbe wie im letzten Schaltungsbeispiel, außer dass anstelle einer ein-und ausschaltenden Glühbirne eine Relaisspule aktiviert wird und diese wiederum die Glühbirnen im Sekundärkreis einschaltet.,

Steuerung des Transistorschalterbetriebs mit einem Kondensator

Diese Beispielschaltung verwendet einen Kondensator, um den Stromfluss zum Basisklemmen eines Trannsistors zu steuern. Zunächst wird der Kondensator über den darüber liegenden Widerstand aufgeladen. Schließlich erreicht die obere Platte des Kondensators ein solches Potential, dass ein Strom in die Basis des Transistors fließt, den Transistor einschaltet und die Glühbirne zum Leuchten bringt.,

Sie sollte auch darauf hingewiesen, dass die lampe bleibt weg, bis genug ladung speichert innerhalb der kondensator, dass können bieten drehen-auf strom zu basis terminal von transistor.

In dieser Beispielschaltung lädt sich der Kondensator auf, bis seine untere Platte ein so niedriges Potential aufweist, dass kein Strom in die Basis des Transistors fließen kann. Das Ergebnis ist, dass der Transistor zunächst eingeschaltet ist, dann aber nach einiger Zeit abgeschaltet wird. In dieser und der letzten Schaltung gibt es einen Timing-Effekt., Nach einer gewissen Zeitspanne, die durch die Wahl von Widerstand und Kondensator bestimmt werden kann, wird der Transistor entweder ein-oder ausgeschaltet.

Diese Beispielschaltung des Transistors als Schalter ähnelt der Schaltung des letzten Beispiels, mit der Ausnahme, dass durch Variieren des Werts des variablen Widerstands die Zeit variiert werden kann, die benötigt wird, bevor der Transistor eingeschaltet wird.,

Video lecture

In der obigen Schaltung wird eine Logiksonde als Eingang vom Mikrocontroller verwendet, und die Diode D1 wird als Freilaufdiode verwendet, damit der Strom fließen kann, wenn sich das Gerät in einem ausgeschalteten Zustand befindet. Denken Sie daran, dass wir 3904 nur für eine Demonstration verwendet haben. Bei der Auswahl von Transistoren sollten Sie auf den maximalen Strom achten, der im EIN-Zustand durch den Transistor fließen kann. Mikrocontroller eingang ist nur verwendet zu bedienen transistor in auf zustand oder off zustand wie in der abbildung unten gezeigt.,

Beachten Sie, dass es üblich ist, eine hintere EMF-Unterdrückungsdiode über das Ausgabegerät anzuschließen. Dies ist bei Geräten wie Relais, Solenoiden und Motoren unerlässlich, die bei Abschaltung der Stromversorgung eine rückwärtige EMF erzeugen.

Praktisch haben wir meist Relais für Hochstrom anspruchsvolle Lasten verwendet. In diesem Fall ist der zum Betreiben von Relais und Last verwendete Transistor mit einem Relais verbunden.,mples

  • Einführung in 3D Druck, Arbeits und Anwendungen
  • Licht Emittierende Diode
  • Einführung zu UART Kommunikation
  • Unterschied zwischen CRT Monitor und LCD
  • Digital Zu Analog Konverter Einführung und DAC Arten
  • Thermoelement einführung, arbeits und arten
  • Verschiedene Arten von Fehler in Drei Phase Induktion Motor
  • D Flip Flop design simulation und analyse mit verschiedenen software der
  • PID controller arbeits und tuning arten
  • Ultraschall Sensor arbeits anwendungen und vorteile
  • Schreibe einen Kommentar

    Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.